ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ .......................................................................................................... 5
ГЛАВА 1 ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ ........................................................................... 12
1.1 Место и роль солнечной энергетики в мире и России ............................... 12
1.2 Общая характеристика гелиотехнологий монопроизводства
электроэнергии, теплоты и холода .................................................................... 16
1.2.1 Современные технологии фотовольтаики для прямого преобразования
потока солнечной радиации в электроэнергию ................................................ 16
1.2.2 Солнечные энергоустановки, использующие термодинамические циклы
............................................................................................................................. 20
1.2.3 Основные технологии и оборудование для трансформации потока
солнечной радиации в тепловую энергию ........................................................ 22
1.2.4 Получение холода положительных и отрицательных температур на
основе солнечной энергии ................................................................................. 29
1.3 Фотоэлектрические тепловые коллекторы ................................................. 31
1.4 Системы тригенерации на основе солнечной энергии ............................... 36
Выводы по главе 1 .............................................................................................. 37
ГЛАВА 2 МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННЫХ
ПАРАМЕТРОВ ИНСОЛЯЦИИ ......................................................................... 38
2.1 Оценка возможностей использования солнечной инсоляции для создания
систем тригенерации .......................................................................................... 38
2.1.1 Использование энергии Солнца вне атмосферы Земли .......................... 38
2.1.2 Инсоляция в пределах земной атмосферы ............................................... 41
2.2 Общая характеристика традиционных моделей расчета солнечной
инсоляции ........................................................................................................... 42
2.3 Моделирование солнечной инсоляции с учетом переменной плотности
атмосферы ........................................................................................................... 51
2.4 Анализ результатов расчета по авторской модели для региона юга Сибири
............................................................................................................................. 57
3
2.5 Экологическая эффективность солнечных водонагревательных
коллекторов на юге Сибири............................................................................... 66
2.6 Результаты экологического расчета ............................................................ 68
Выводы по главе 2 .............................................................................................. 71
ГЛАВА 3 РАЗРАБОТКА ГИБРИДНЫХ ГЕЛИОСИСТЕМ ............................ 73
3.1 Гибридная система производства электроэнергии на основе солнечной
энергии ................................................................................................................ 73
3.1.1 Определение термических условий работы гибридной системы ........... 73
3.1.2 Выбор рабочего тела для органического цикла Ренкина ........................ 75
3.1.3 Выбор теплообменников для гибридных солнечных энергоустановок . 76
3.2 Схема гибридного производства электроэнергии ...................................... 79
3.3 Расчет органического цикла Ренкина в составе гибридной солнечной
энергоустановки ................................................................................................. 81
3.4 Расчетные показатели эффективности гибридной энергоустановки ........ 83
Выводы по главе 3 .............................................................................................. 85
ГЛАВА 4 ПОЛУЧЕНИЕ ГОРЯЧЕЙ ВОДЫ И ХОЛОДА ОТ СОЛНЧЕНОЙ
ЭНЕРГИИ ........................................................................................................... 87
4.1 Экспериментальные исследования вакуумного солнечного коллектора .. 87
4.1.1 Экспериментальная установка и методика исследования ...................... 87
4.1.2 Анализ полученных результатов на основе эксергетичекого метода .... 89
4.2 Плоский солнечный коллектор (авторская разработка) ............................. 94
4.2.1 Общая характеристика .............................................................................. 94
4.2.2 Характеристика новизны .......................................................................... 96
4.2.3 Методика эксперимента и результаты ..................................................... 97
4.3 Оценка эксергии веществ и материалов ..................................................... 99
4.4 Сравнение эффективности использования эксергии солнечного излучения
на юге Сибири и на экваторе Земли ................................................................ 101
4.5 Анализ эффективности абсорбционной холодильной машины,
использующей солнечную энергию ................................................................ 105
Выводы по главе 4 ............................................................................................ 109
4
ГЛАВА 5 РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ТРИНЕРАЦИИ НА ОСНОВЕ
СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ ................................................................................ 110
5.1 Схема тригенерации на основе солнечной энергии ................................. 110
5.2 Использование только солнечной энергии ............................................... 112
5.3 Эксергетическая диаграмма сквозного преобразования потока солнечной
радиации в системе тригенерации ................................................................... 113
Выводы по главе 5 ............................................................................................ 114
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ................................................................................................ 116
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ................................................................................ 117
ПРИЛОЖЕНИЕ «А» РАСЧЕТ ОРГАНИЧЕСКОГО ЦИКЛА РЕНКИНА .... 133
ПРИЛОЖЕНИЕ «Б» РЕЗУЛЬТАТЫ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ............................................................................................ 137
ПРИЛОЖЕНИЕ «В» АКТЫ ВНЕДРЕНИЯ .................................................... 139
